金屬的腐蝕和防護1-3-3

1、鐵銹斑斑鐵銹斑斑四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵鋼鐵生銹生銹造成大橋造成大橋斷裂斷裂！斷裂斷裂銅器表面生成一層薄薄的銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠銅綠的主要銅綠的主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3第三節(jié)第三節(jié) （第四課時）（第四課時） 金屬的腐蝕和防護金屬的腐蝕和防護一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕 左邊家用燃氣灶的中心部位很容易生銹，而右邊的左邊家用燃氣灶的中心部位很容易生銹，而右邊的食品罐頭放在南極食品罐頭放在南極80多年了，卻很少生銹多年了，卻很少生銹升溫可加升溫可加快金屬腐快金屬腐蝕蝕海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？原電池反原

2、電池反應(yīng)可加快應(yīng)可加快金屬腐蝕金屬腐蝕 原電池的原電池的形成條件形成條件:(1)活潑性不同的兩種金屬（或金屬與石活潑性不同的兩種金屬（或金屬與石墨）墨）構(gòu)成兩個電極構(gòu)成兩個電極(2)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液(3)構(gòu)成閉合電路構(gòu)成閉合電路(4)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)復習銜接復習銜接發(fā)生發(fā)生_反應(yīng)的是反應(yīng)的是_極（電極消耗）極（電極消耗） 發(fā)生發(fā)生_反應(yīng)的是反應(yīng)的是_極（電極放出氣體極（電極放出氣體或析出金屬）或析出金屬）原電池正負極的判斷原電池正負極的判斷根據(jù)金屬的活潑性判斷根據(jù)金屬的活潑性判斷根據(jù)電極反應(yīng)來判斷根據(jù)電極反應(yīng)來判斷活潑活潑金屬做金屬做_極極, 不活潑不活潑金屬金屬(或可

3、導電的或可導電的非金屬）做非金屬）做_極極還原還原負負正正負負正正氧化氧化鋼鐵的電化學腐蝕：鋼鐵的電化學腐蝕：CO2負極：，電極反應(yīng)式：負極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：Fe - 2e- Fe2+2H+ + 2e- H2Fe + 2H+ Fe2+ + H2鐵鐵碳碳H2O + CO2 H2CO3H+ + HCO3-負極：，電極反應(yīng)式：負極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2Fe - 4e- 2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)2鐵鐵碳碳鋼鐵的兩種環(huán)

4、境下的腐蝕鋼鐵的兩種環(huán)境下的腐蝕比較比較Fe2O3 nH2O（鐵銹鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。條件條件較強較強酸性酸性。 中性中性 堿性堿性 酸性很弱酸性很弱電極反應(yīng)電極反應(yīng)負極負極Fe(-)Fe-2e- =Fe2+2Fe-4e- =2Fe2+正極正極C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e- =4OH-總反應(yīng)總反應(yīng):Fe+2H+= Fe2+H22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2 =4Fe(OH)3聯(lián)系聯(lián)系生成鐵銹：生成鐵銹：水膜呈水膜呈_水膜呈水膜呈 、 或或_小結(jié)：鋼鐵小結(jié)：鋼鐵析氫腐蝕析氫

5、腐蝕和和吸氧腐蝕吸氧腐蝕的的比較比較注意：注意：（1）電化學腐蝕是通過構(gòu)成無數(shù)微小的原）電化學腐蝕是通過構(gòu)成無數(shù)微小的原電池而發(fā)生的，作為負極的較活潑金屬將不電池而發(fā)生的，作為負極的較活潑金屬將不斷被腐蝕。而不活潑的金屬（或非金屬或其斷被腐蝕。而不活潑的金屬（或非金屬或其它雜質(zhì)）則被保護。它雜質(zhì)）則被保護。（2）電化學腐蝕，只有當金屬跟電解質(zhì)溶）電化學腐蝕，只有當金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，才會發(fā)生，并伴有微電流產(chǎn)生。液接觸時，才會發(fā)生，并伴有微電流產(chǎn)生。（3）原電池反應(yīng)能加快金屬腐蝕）原電池反應(yīng)能加快金屬腐蝕化學腐蝕與電化學腐蝕的差異化學腐蝕與電化學腐蝕的差異鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。鐵與酸反應(yīng)，鐵

6、被腐蝕。腐蝕速率較慢。腐蝕速率較慢。鐵作負極被腐蝕鐵作負極被腐蝕腐蝕速率較快。腐蝕速率較快。兩者往往兩者往往同時同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍發(fā)生，電化學腐蝕更普遍相互相互聯(lián)系聯(lián)系較活潑較活潑金屬被氧化金屬被氧化金屬被氧化金屬被氧化本質(zhì)本質(zhì)有有微弱電流微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生無電流無電流產(chǎn)生產(chǎn)生現(xiàn)象現(xiàn)象不純不純金屬或合金金屬或合金跟跟電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液及及氧化劑氧化劑( (O2) )接觸接觸金屬跟具有氧化性金屬跟具有氧化性的物質(zhì)直接接觸的物質(zhì)直接接觸條件條件電化學腐蝕電化學腐蝕化學腐蝕化學腐蝕化學腐蝕與電化學腐蝕的比較化學腐蝕與電化學腐蝕的比較 1.金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子金屬原子 金屬

7、金屬_，發(fā)生，發(fā)生_反應(yīng)反應(yīng)氧化氧化失去失去 e-陽離子陽離子2.金屬腐蝕金屬腐蝕的分類的分類化學腐蝕化學腐蝕電化電化學腐蝕學腐蝕(較強酸性環(huán)境較強酸性環(huán)境)(中性、堿性或中性、堿性或弱酸性環(huán)境弱酸性環(huán)境)（普遍）（普遍）小結(jié)：小結(jié)：吸氧腐蝕吸氧腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕金屬腐蝕的危害金屬腐蝕的危害 金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，據(jù)美國的一份統(tǒng)計報告，全世界每年由于腐蝕而報據(jù)美國的一份統(tǒng)計報告，全世界每年由于腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料，約相當于金屬年產(chǎn)量的廢的金屬設(shè)備和材料，約相當于金屬年產(chǎn)量的1/3，至于因設(shè)備腐蝕損壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量至于

8、因設(shè)備腐蝕損壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康甚至造成嚴重事故下降、污染環(huán)境、危害人體健康甚至造成嚴重事故的損失，就更無法估計了。當前，世界各國都有許的損失，就更無法估計了。當前，世界各國都有許多優(yōu)秀的科學家，從事金屬腐蝕理論及防護方法的多優(yōu)秀的科學家，從事金屬腐蝕理論及防護方法的研究工作。有志者可選擇這方面的課題研究，一定研究工作。有志者可選擇這方面的課題研究，一定會大有作為；一旦有新的突破，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和會大有作為；一旦有新的突破，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會影響，必將是巨大的。社會影響，必將是巨大的。 二、金屬的防護二、金屬的防護 （三）金屬的防護方法（三）金屬的防護方法

9、 :空氣空氣水水隔離隔離船身如何防腐蝕的？船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來保護用犧牲鋅塊的方法來保護船身上裝鋅塊船身上裝鋅塊 如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換消除引起金屬發(fā)生電化學腐蝕的原電池反應(yīng)消除引起金屬發(fā)生電化學腐蝕的原電池反應(yīng)3.金屬的電化學防護金屬的電化學防護 原理：原理：在被保護的金屬上在被保護的金屬上連接連接比該金屬比該金屬_，此金屬作，此金屬作_極，反應(yīng)受極，反應(yīng)受到腐蝕，到腐蝕，被保護的金屬被保護的金屬作作_極，極，不反應(yīng)，不反應(yīng)，起到保

10、護作用。起到保護作用。叫做叫做犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法。做負極材料常用的有做負極材料常用的有_鎂、鋁、鋅鎂、鋁、鋅(1)(1)犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法 (2) (2)陰極電保護法陰極電保護法 這種方法是將被保護的鋼鐵設(shè)備這種方法是將被保護的鋼鐵設(shè)備( (如鋼閘如鋼閘門門) )與外加與外加直流電源直流電源的的_極相連作為極相連作為_極，而將直流電源的正極接到一極，而將直流電源的正極接到一些廢鐵上，使廢鐵成為些廢鐵上，使廢鐵成為_極。這種極。這種防止金屬腐蝕的方法防止金屬腐蝕的方法叫做陰極電保護法。叫做陰極電保護法。負負陰陰陽陽小結(jié)小結(jié)：防腐效果由：防腐效果由好到差好到差的順序為：的順序為

11、：外加電源的陰極電保護法防腐犧牲外加電源的陰極電保護法防腐犧牲陽極保護法防腐有一般防護條件的陽極保護法防腐有一般防護條件的防腐無防護條件的防腐。防腐無防護條件的防腐。溫溫 馨馨提提 示示請閱讀請閱讀自主學習叢書自主學習叢書P27金屬腐蝕快慢的比較金屬腐蝕快慢的比較犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法陰極電保護法陰極電保護法知識總結(jié)知識總結(jié)1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下被腐蝕速率最慢的是情況下被腐蝕速率最慢的是 ( )A在潮濕疏松的土壤中；在潮濕疏松的土壤中； B在含鐵元素較多的酸性土壤中；在含鐵元素較多的酸性土壤中；C在干燥致密不透氣的土壤中；在干燥致密

12、不透氣的土壤中； D在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤C2.下列裝置中四塊相同的下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后片，放置一段時間后腐蝕速率由腐蝕速率由慢慢到到快快的順序是：的順序是：_(4) (2) (1) (3)P58請你當設(shè)計師，假設(shè)用鋼材在請你當設(shè)計師，假設(shè)用鋼材在杭州西湖內(nèi)杭州西湖內(nèi)建建造能使用造能使用20年左右年左右的一座大橋，有三種防銹的一座大橋，有三種防銹措施供選擇，你認為各種方法有什么優(yōu)、缺措施供選擇，你認為各種方法有什么優(yōu)、缺點？你優(yōu)先選擇哪種方法？理由是什么？點？你優(yōu)先選擇哪種方法？理由是什么？（1）涂上油漆）涂上油漆（2）使用鍍鉻的鋼）

13、使用鍍鉻的鋼（3）使用不銹鋼）使用不銹鋼P57思考與交流思考與交流如何選用防銹方法如何選用防銹方法-請你決策請你決策涂油漆涂油漆的優(yōu)點是成本較低，缺點是油漆層容易的優(yōu)點是成本較低，缺點是油漆層容易脫落，保護作用一般，不太適合大橋要使用多脫落，保護作用一般，不太適合大橋要使用多年的要求，而且也不適合在風景區(qū)使用。年的要求，而且也不適合在風景區(qū)使用。使用鍍鉻的鋼使用鍍鉻的鋼的優(yōu)點是保護作用優(yōu)良，外表美的優(yōu)點是保護作用優(yōu)良，外表美觀，適合在風景區(qū)使用。觀，適合在風景區(qū)使用。使用不銹鋼使用不銹鋼的用點是保護作用優(yōu)異，外表美的用點是保護作用優(yōu)異，外表美觀，但成本較高，應(yīng)酌情考慮。觀，但成本較高，應(yīng)酌情考

14、慮。鋼鐵在鋼鐵在酸性環(huán)境腐蝕酸性環(huán)境腐蝕示意圖示意圖鋼鐵在鋼鐵在堿性或中性環(huán)境腐蝕堿性或中性環(huán)境腐蝕示意圖示意圖 自行車如何防生銹？自行車如何防生銹？是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍鍍上一層既耐腐上一層既耐腐蝕又耐磨的蝕又耐磨的Cr自行車的車把、自行車的車把、車輻條、鋼圈車輻條、鋼圈和車鈴防銹措和車鈴防銹措施是什么？施是什么？ 1、 燒過菜的鐵鍋未及時洗凈，第二天便出現(xiàn)紅棕燒過菜的鐵鍋未及時洗凈，第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（該銹斑為色銹斑（該銹斑為Fe(OH)3失水的產(chǎn)物），試用有失水的產(chǎn)物），試用有關(guān)的

15、電極反應(yīng)式，離子方程式和化學方程式表示關(guān)的電極反應(yīng)式，離子方程式和化學方程式表示Fe(OH)3的生成的生成 （1）負極）負極_； （2）正極）正極_； （3）離子方程式）離子方程式_； （4）化學方程式）化學方程式_2Fe4e-2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)22Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2 2在裝有水的容器中，用棉線懸掛一個在在裝有水的容器中，用棉線懸掛一個在水中保持平衡的金屬棒，該棒由鐵和銅焊水中保持平衡的金屬棒，該棒由鐵和銅焊接而成，棉線系在兩種金屬接

16、縫處（如接而成，棉線系在兩種金屬接縫處（如圖），再向水中加入少量圖），再向水中加入少量CuSOCuSO4 4，經(jīng)過一段，經(jīng)過一段時間應(yīng)看到的現(xiàn)象是時間應(yīng)看到的現(xiàn)象是 ( ) ( ) A A鐵端將附著銅增重下沉；鐵端將附著銅增重下沉； B B銅端將附著銅增重下沉；銅端將附著銅增重下沉； C C鐵端將變細減重上升；鐵端將變細減重上升； D D銅端粗細不變將下沉銅端粗細不變將下沉BC(1)、若液面上升，則溶液呈、若液面上升，則溶液呈_性，性，電極反應(yīng)式為：負極：電極反應(yīng)式為：負極： _,正極：正極：_ 3、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：釘，放置數(shù)天觀察：(2

17、)、若液面下降，則溶液呈、若液面下降，則溶液呈_性，性，電極反應(yīng)式為：電極反應(yīng)式為： 負極：負極：_ 正極：正極：_弱酸性或中性弱酸性或中性2Fe - 4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH較強酸性較強酸性Fe - 2e-Fe2+2H+2e-H2 4.把把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀酸中，用導線兩四塊金屬片浸入稀酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若兩相連組成原電池。若a、d相連時，相連時，a為負極；為負極；c、d相連時，電子由相連時，電子由c到到d；a、c相連時，相連時，c極上產(chǎn)生大極上產(chǎn)生大量氣泡；量氣泡；b、d相連時，相連時，b極上有大量氣泡產(chǎn)生。則極上有大量氣泡產(chǎn)生。則四種金屬的活動性順序由強到弱為：（四種金屬的活動性順序由強到弱為：（ ） A.abcd B.acdb C. cabd D.bdca 8、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：（ ） A.2H+ + 2e- = H2 B.Fe 2+ + 2e- = Fe C.2H2O + O2 + 4e- = 4OH - D. Fe 3+ +